半干法烟气净化系统在城市生活垃圾焚烧中的应用摘要:城市生活垃圾焚烧技术作为固体废弃物无害化、资源化、减量化处理较为彻底的技术之一,已得到了广泛的应用。但垃圾焚烧过程中产生的烟气含有大量的酸性气体、有机类污染物、颗粒物及重金属等物质,对环境产生极大危害。介绍了半干法烟气净化系统在垃圾焚烧中的应用。关键词:生活垃圾,烟气污染,治理措施1城市生活垃圾焚烧烟气污染物的形成生活垃圾组分比较复杂,某区域生活垃圾具体的应用基成分见图1。由于燃料组分的特殊性,生活垃圾焚烧过程中产生的大气污染物根据其性质不同,主要有颗粒物、酸性气体、重金属和有机污染物4大类[1]。(1)颗粒物。生活垃圾焚烧过程中,由于高温热分解及氧化作用,燃烧物及其产物的体积和粒度减小,其中的不可燃物大部分滞留在炉排上以炉渣的形式排出,一小部分与焚烧产生的高温气体形成含有颗粒物即飞灰的烟气流,经余热锅炉热交换后排出,烟气含尘浓度约为3～6g/Nm3。(2)酸性气体。生活垃圾焚烧烟气中的酸性气体主要有HCl,HF,SOx,NOx及CO等,其主要来源于垃圾中某些特定成分的燃烧。其中,HCl来源于垃圾中含氯塑料、厨浴、纸张、布等物质的燃烧,其浓度约为1～1.5g/Nm3;HF主要来自垃圾中氟炭化物的燃烧,其形成机理与HCl类似,浓度约为1～20mg/Nm3;SOx来源于含硫生活垃圾的高温氧化过程,以SO2为主,在重金属催化作用下,有少量SO3生成,SOx浓度约为0.3～1g/Nm3;NOx主要来自高温条件下N2和O2的氧化反应,另外,含氮有机物的燃烧也可生成NOx,NOx中NO所占比例高达95%,NO2仅占很少一部分;CO是由于生活垃圾中有机可燃物不完全燃烧产生的,有机可燃物中的炭元素在焚烧过程中,绝大部分被氧化为CO2,但由于局部供氧不足及温度偏低等原因,极小部分被氧化为CO[2]。(3)重金属。生活垃圾焚烧烟气中的重金属类污染物源于焚烧过程中垃圾所含重金属及其化合物的蒸发,主要来自垃圾中的废电池、日光灯管及含重金属的涂料、油漆等的焚烧。该部分物质一部分以气相的形式存在于烟气中,如Hg;另有一部分重金属分子进入烟气后被氧化,并凝聚成很细的颗粒物;还有一部分蒸发后附着在焚烧烟气中的颗粒物上,以固相的形式存在于焚烧烟气中。烟气中重金属的浓度约为60mg/Nm3,其中Hg的浓度约为0.2～0.5mg/Nm3,Cd的浓度约为0.2～0.3mg/Nm3。(4)有机污染物。生活垃圾焚烧烟气中的有机类污染物主要为二噁英类(包括二噁英及呋喃,简称二噁英类)及多环芳香烃、氯苯和氯酚等,其中二噁英是目前已知化合物中毒性最强的一类物质,虽然含量极低,但危害巨大[2]。某项目锅炉出口烟气参数如表1所示。2垃圾焚烧烟气污染在燃烧过程中的控制垃圾焚烧生成的污染物来源于垃圾组分,其存在形式、数量与焚烧条件、净化系统密切相关。从污染物的产生及其排放过程看,控制垃圾焚烧产生的二次污染可以采取以下措施。由于二噁英是目前已知化合物中毒性最强的一类物质,虽然其含量极低,但必须加以严格控制。①确保垃圾在焚烧炉充分燃烧,由于CO浓度是衡量垃圾是否充分燃烧的重要指标之一,因此在炉膛中喷入适量二次空气,使之与烟气充分混合,降低CO浓度,同时控制二噁英的浓度[3];②本项目循环流化床垃圾焚烧炉炉温控制在850～950℃之间,炉膛出口氧量控制在6%～8%,烟气在炉内停留时间大于4s,同时通过分级配风,改善炉内流动结构来减少垃圾焚烧生成的二噁英,流化床焚烧炉内湍混强烈,符合“三T”(Time,Turbulence和Temperature)原则;③减少烟气在300～500℃区域的停留时间,控制余热锅炉的排烟温度在170℃左右;④控制进入袋式除尘器的烟气温度在150℃以下,烟气温度降低时,二噁英类极易吸附在烟气中的颗粒物上,通过袋式除尘器将其与颗粒物一起除去,同时在进入袋式除尘器的烟道内喷入活性炭粉,进一步吸附二噁英类。3半干法烟气净化工艺在工程中的应用烟气净化一般主要有由脱酸、除尘、活性炭吸附3个部分组成。目前,国内外普遍采用的工艺主要是半干法/干法+布袋除尘器+活性炭吸附,其中脱酸技术是垃圾焚烧烟气净化系统的核心。下面介绍半干法烟气净化工艺在某生活垃圾焚烧热电联产项目中的应用。该技术根据循环流化床理论和喷雾干燥原理,采用悬浮方式,使吸收剂在吸收塔内悬浮、反复循环,与烟气中的SO...
